To solve the scalability problem of unstructured P2P(Peer-to-Peer)network, DHT(Distributed Hash Table)-based P2P network is proposed. DHT-based mechanism however does not reflect locality. So that messages are routed inefficiently, which makes long latency of lookup and makes overload in networks.
In this paper, we propose a new topology aware Peer-to-Peer(TAP) mechanism which adopts DHT-based approach but solved the problem of inefficient routing of messages. The key idea of TAP is to generate node identifier(NodeId) and object identifier(ObjectId) with hierarchical topology information like country, province and organization. An object is inserted to each level of area and then, nodes lookups the object with expanding area by stages. It leads to fast lookup and download, which is 10 ~ 20 times and 2 times faster than Chord respectively in our experiment. In addition, we can acquire some features like locality, cache-like effect and local broadcast.
Unstructured 피어투피어 network에서 검색 속도 향상과 확장성 문제를 해결하고자 등장한 것이 DHT-based 피어투피어 네트워크이다. 이 방식은 각 노드가 노드 자신의 IP 어드레스를 해싱한 결과로 노드 아이디를 얻게 된다. 그리고 각 노드는 파일이름을 해싱해서 얻은 키 값이 자신의 노드 아이디와 일치하거나 가깝게 되는 파일들을 담당하게 된다. 따라서 파일의 키 값을 검색 함으로써 해당 화일을 얻거나 그 파일을 가지고 있는 노드의 IP 어드레스를 얻게 된다. DHT 방식은 검색속도가 빠르고 네트워크에 불필요한 트래픽을 발생시키지 않기때문에 확장성이 좋다. 반면 DHT 방식의 단점은 피어투피어 네트웍이 로지컬한 오버레이 네트웍이기 때문에 오버레이 네트웍에서 인접노드가 물리적으로는 인접노드가 아니라는 점이다. 따라서 노드들간의 메시지는 비효율적으로 전달되고 이러한 비효율적인 라우팅은 검색속도를 느리게 하고 전체적인 네트웍에 과부하를 주게 된다. 오버레이 네트웍 상에서의 비효율성을 해소 하기 위해 제안된 것 중 하나가 Brocade이다. 이 방식의 장점은 기존방식에서 다른 여러 개의 AS 내부를 다 거쳐야 하는 경로를 제거 했기 때문에 빠른 검색이 가능하다. 반면에 super-node를 선정 해야 하는 단점이 있다. 또한 각각의 leaf-node 와 super-node 간에는 어느 정도 서버-클라이언트의 관계를 유지하고 있어서 super-node 가 동작하지 않으면 나머지 leaf-node 들도 제대로 동작 할 수 없다. 마지막으로 찾고자 하는 파일이 AS내에 존재하지 않으면 전체 시스템에서 검색을 하는 2 layer의 형태를 가지고 있기 때문에 super-node 의 cover-set 이 하나의 AS내로 제한되어 있다. 즉 찾고자 하는 파일이 인접 AS에 존재 함에도 불구하고 자신의 AS 내에서 찾지 못하면 전체 시스템 내에서 멀리 떨어져 있는 AS 내에서 검색을 해야 하는 단점을 가지게 된다. TAP의 목적은 topology-aware 한 특성을 줌으로써 물리적으로 가까운 노드들을 논리적으로도 가까운 위치에 놓음으로써 효율적인 라우팅을 하고 Brocade에서의 슈퍼노드나 특정 서버 없이 모든 노드들이 자유롭게 전체시스템으로 나갈 수 있는 완전히 Decentralized된 방식이다. 그리고 Brocade와 달리 노드가 속한 조직(Organization) 내에서 찾아보고 없으면 노드가 속한 Province(도(道) 또는 도시) 내에서 찾아보며, 그래도 없으면 노드가 속한 국가 안에서 찾아보고 마지막으로 전체 시스템에서 찾아보는 지역 확장 검색을 한다. 이렇게 지역확장 검색을 통해 검색속도와 다운로드 타임의 성능을 향상시킬 수 있었다. 또한 한번 찾은 파일을 지역을 넓혀가며 복제시키면 일정 지역 내에 찾고자 하는 파일이 존재하면 외부로 나갈 필요가 없는 마치 캐쉬와 같은 효과를 갖게 되어 더욱 성능을 향상시킬 수 있었다. TAP에서는 일정 지역 안에 있는 두 노드간의 메시지 전달은 일정지역을 벗어나지 않는 Locality특성을 가짐으로써 타 네트웍에 불필요한 부하를 주지 않으며 외부로의 인터넷과 접속이 단절되어도 지역내에서의 시스템은 동작이 가능하다. 마지막으로 다른 키워드 검색보다 효율적인 일정 지역 내에서의 키워드에 의한 검색이 가능하다.
